1、高考物理光學知識點之幾何光學知識點訓練含答案一、選擇題.如圖所示是一透明玻璃球體，其半徑為 R, O為球心，AB為水平直徑。M點是玻璃球 的最高點，一條平行于 AB的光線自D點射入球體內(nèi)，其折射光線為 DB,已知/ ABD =30,光在真空中的傳播速度為c、波長為人則A.此玻璃的折射率為3B.光線從D傳播到B的時間是C.光在玻璃球體內(nèi)的波長為 75入D.光在B點會發(fā)成全反射.如圖所示，一束光由空氣射入某種介質，該介質的折射率等于sin50sin55sin55sin50八 sin40sin35sin35sin403.如圖所示，一細束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的a、b、c三束單色光。(

2、)A.當它們在真空中傳播時，a光的速度最大B.當它們在玻璃中傳播時，c光的速度最大C.若它們都從玻壬射向空氣，c光發(fā)生全反射的臨界角最大D.若它們都能使某種金屬產(chǎn)生光電效應，c光照射出的光電子最大初動能最大. 一束單色光從空氣進入玻璃，下列關于它的速度、頻率和波長變化情況的敘述正確的是A.只有頻率發(fā)生變化B.只有波長發(fā)生變化C.只有波速發(fā)生變化D.波速和波長都變化.如圖所示，兩束單色光 a、b同時從空氣中斜射入平行玻璃磚的上表面，進入玻璃磚中 后形成復合光束 c則下列說法中正確的是A. a光的能量較大B.在玻璃中a光的傳播速度小于 b光的傳播速度C.在相同的條件下，a光更容易發(fā)生衍射D. a光

3、從玻璃到空氣的全反射臨界角小于b光從玻璃到空氣的全反射臨界角.如圖所示，口徑較大、充滿水的薄壁圓柱形淺玻璃缸底有一發(fā)光小球，則（A.小球必須位于缸底中心才能從側面看到小球B.小球所發(fā)的光能從水面任何區(qū)域射出C.小球所發(fā)的光從水中進入空氣后頻率變大D.小球所發(fā)的光從水中進入空氣后傳播速度變大.兩束不同頻率的平行單色光。&、從空氣射入水中，發(fā)生了如圖所示的折射現(xiàn)象（a/?）。下列結論中正確的是（）A.光束的頻率比光束日低.在水中的傳播速度，光束/比小C.水對光束日的折射率比水對光束力的折射率小D.若光束從水中射向空氣，則光束 的臨界角比光束 仃的臨界角大.如圖所示，為觀察門外情況，居家防盜門一般都

4、會在門上開一小圓孔.假定門的厚度為a=8cm,孔的直徑為d=6cm ,孔內(nèi)安裝一塊折射率 n=1.44的玻璃，厚度可的厚度相同，已 知 sin37 =0.6, cos37 =0.8.貝UA.如未裝玻璃，室內(nèi)的人通過小孔能看到外界的角度范圍為106B.裝人玻璃后，室內(nèi)的人通過玻璃能看到外界的角度范圍約為106C.裝人玻璃的折射率越大，室內(nèi)的人通過玻帽能看到外界的角度范圍就越小 5 一 .一.D.若要將視野擴大到 180。，需嵌入折射率大于或等于 一的玻璃 3.如圖所示為用a、b兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣.現(xiàn)讓 a、b兩種光組成的復色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡時，光的傳播路徑與

5、方向可能正確的是Hill II川A.B.A.玻璃對a、b光的折射率滿足 nanbC.發(fā)生折射而分為a、D.只有b兩束單色光.則豆色光B. a、b光在玻璃中的傳播速度滿足vavbC.逐漸增大入射角，a光將先消失a光大于b光ABXBC,由a、b兩種單色D.分別通過同一雙縫干涉實驗裝置時，相鄰亮條紋間距離11. ABCDE為單反照相機取景器中五棱鏡的一個截面示意圖,光組成的細光束從空氣垂直于 AB射入棱鏡，經(jīng)兩次反射后光線垂直于BC射出，且在CD、AE邊只有a光射出，光路圖如圖所示，則 a、b兩束光（）出A.在真空中，a光的傳播速度比b光的大B.在棱鏡內(nèi)，a光的傳播速度比b光的小C.以相同的入射角從

6、空氣斜射入水中，b光的折射角較小D.分別通過同一雙縫干涉裝置，a光的相鄰亮條紋間距小.下列現(xiàn)象中屬于光的衍射現(xiàn)象的是A.光在光導纖維中傳播B.馬路積水油膜上呈現(xiàn)彩色圖樣C.雨后天空彩虹的形成D.泊松亮斑的形成.光導纖維按沿徑向折射率的變化可分為階躍型和連續(xù)型兩種.階躍型的光導纖維分為內(nèi)芯和外套兩層，內(nèi)芯的折射率比外套的大。連續(xù)型光導纖維的折射率中心最高，沿徑向逐漸減小，外表面附近的折射率最低 .關于光在連型光導纖維中的傳播，圖中能正確表示傳播 路徑白是（）A.以往，已知材料的折射率都為正值（n0）.現(xiàn)已有針對某些電磁波設計制作的人工材料，其折射率可以為負值（n 0）,稱為負折射率材料.位于空氣

7、中的這類材料，入射角i與折射角r依然?黃足膽 n ,但是折射線與入射線位于法線的同一側（此時折射角 sinr取負值）.現(xiàn)空氣中有一上下表面平行的負折射率材料，一束電磁波從其上表面射入，下表面射出.若該材料對此電磁波的折射率n=-1 ,正確反映電磁波穿過該材料的傳播路徑的本意圖是（）ABCDA. AB. BC. CD. D15.如圖所示，一束紅光從空氣穿過平行玻璃磚,卜列說法正確的是A.紅光進入玻璃磚前后的波長不會發(fā)生變化B.紅光進入玻璃磚前后的速度不會發(fā)生變化C.若紫光與紅光以相同入射角入射，則紫光不能穿過玻璃磚D.若紫光與紅光以相同入射角入射，在玻璃磚中紫光的折射角比紅光的折射角小.如圖所示

8、，有一玻璃三棱鏡 ABC頂角A為30。，一束光線垂直于 AB射入棱鏡，從AC射出進入空氣，測得出射光線與AC夾角為30 ,則棱鏡的折射率為（）c.3D.如圖所示，是兩個城市間的光纜中的一條光導纖維的一段，光纜總長為L,它的玻璃芯的折射率為ni,外層材料的折射率為 n2.若光在空氣中的傳播速度近似為c,則對于光由它的一端射入經(jīng)多次全反射后從另一端射出的過程中，則下列判斷中正確的是（）ni n2,光通過光纜的時間等于n1Lni n2,光通過光纜的時間等于n1 LD. ni n2,光通過光纜的時間大于niLc18.下列說法正確的是（）A.麥克斯韋通過實驗證實了電磁波的存在B.光導纖維傳送圖象信息利用

9、了光的衍射原理C.光的偏振現(xiàn)象說明光是縱波D .微波能使食物中的水分子熱運動加劇從而實現(xiàn)加熱的目的19. 一束光從某介質進入真空，方向如圖所示，則下列判斷中正確的是 （）A.1RC.D.512A.該介質的折射率是 3B.該介質的折射率是3C.該介質相對真空發(fā)生全反射的臨界角是45。D.光線從介質射入真空的過程中，無論怎樣改變?nèi)肷浞较蚨疾豢赡馨l(fā)生全反射現(xiàn)象.如圖所示，空氣中有一折射率為J2的玻璃柱體，其橫截而是圓心角為90。、半徑為R的扇形OAB、一束平行光平行于橫截面，以45。入射角射到OA上，OB不透光，若考慮首次入射到圓弧 AB上的光，則 AB上有光透出的部分的弧長為（B.很多公園的水池底

10、都裝有彩燈，當一細束由紅、藍兩色組成的燈光從水中斜射向空氣 時，關于光在水面可能發(fā)生的反射和折射現(xiàn)象，下列光路圖中正確的是（）.如圖所示是邁克爾遜用轉動八面鏡法測光速的實驗示意圖，圖中S為發(fā)光點，T是望遠鏡，平面鏡 O與凹面鏡B構成了反射系統(tǒng)。八面鏡距反射系統(tǒng)的距離為 AB = L （L可長 達幾十千米），且遠大于 OB以及S和T到八面鏡的距離?，F(xiàn)使八面鏡轉動起來，并緩慢增大其轉速，當轉動頻率達到力并可認為是勻速轉動時，恰能在望遠鏡中第一次看見發(fā)光點S,由此邁克爾遜測出光速 co根據(jù)題中所測量的物理量得到光速c的表達式正確的是)A. c 4Lf0B. c 8L3C. c 16LfoD. c 3

11、2Lfo.如圖所示為一塊透明光學材料的剖面圖，在其上建立直角坐標系xOy,設該光學材料的折射率沿y軸正方向均勻減小，現(xiàn)有一束單色光 a從原點O以某一入射角 由空氣射入 該材料內(nèi)部，則單色光 a在該材料內(nèi)部可能的傳播途徑是（）.明代學者方以智在陽燧倒影中記載：“凡寶石面凸，則光成一條，有數(shù)棱則必有 一面五色”，表明白光通過多棱晶體折射會發(fā)生色散現(xiàn)象。如圖所示，一束復色光通過三 棱鏡后分解成兩束單色光 a、b,下列說法正確的是（）C. a光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，b光不能發(fā)生D.若a、b光分別照射同一光電管都能發(fā)生光電效應，則a光的遏止電壓低25 .如圖所示，有一束平行于等邊三棱鏡截面ABC的單色光從空氣

12、射向 E點，并偏折到F點，已知入射方向與邊 AB的夾角 30 , E、F分別為邊AB、BC的中點，則A.從F點出射的光束與入射到 E點的光束平行B.該棱鏡的折射率為.3C.光在F點發(fā)生全反射D.光從空氣進入棱鏡，光速變大【參考答案】*試卷處理標記，請不要刪除、選擇題A解析：A【解析】 【詳解】A：如圖所示:由幾何知識得入射角（=JLABD = 30,折射角r = 2LABD = 60,則此玻璃的折射率為：sinr =_n =、3 , A 正確；siniB: BD長度$ = 2J?tus30= 叵/?,光在玻璃球內(nèi)傳播的速度 力=一，所以光線從B至IJD的 n 3R時間為t = = , B錯誤；

13、V CA AC、光在玻璃體內(nèi)的波長 矛=一二不，C錯誤n v31 1D、在玻璃體內(nèi)，發(fā)生全反射時 sinC = 一 = F，根據(jù)幾何知識可知光在B點的入射角為11 y31 130。，而sfinStTQV有，即臨界角C30所以光線不可能在 B點發(fā)生全反射現(xiàn)象，D 錯誤。C解析：C,sin 9050sin40-【解析】根據(jù)折射定律可得n sn40,C正確.sin 9055 sin35【點睛】注意公式n 駟 中的角為入射線（折射線）與法線的夾角. sinrD解析：D【解析】試題分析：通過各種色光折射光線，比較出折射率，從而知道各種色光的頻率大c1小，然后根據(jù)公式 v 、sinC 、EKm h W0分

14、析解題nn光在真空中傳播的速度相等，都等于光速,A錯誤；三種色光，c的偏折程度最大，知 c的折射率最大，a的折射率最小.則 c的頻率最大，a的頻率最小，根據(jù)公式 v 可得在玻 n1璃中傳播時a光的速度最大，B錯誤；根據(jù)sinC 可得a光的臨界角最大，C錯誤；根據(jù)光電效應方程 Eg h Wo ,頻率越大，照射出光電子的最大初動能越大，所以 c光照射出的光電子最大初動能最大，D正確.D解析：D【解析】光的頻率由光源決定，因此光一旦形成，頻率不再改變.光在不同介質中傳播時，波長變化，波速也發(fā)生變化，故 D正確.C解析：C【解析】試題分析：由圖看出，a光的入射角小于 b光的入射角，而折射角相同，根據(jù)折

15、射定律分析玻璃對兩束光的折射率的大小關系，即可知道兩光的頻率關系、波長關系，由v c分析光在玻璃中速度關系.由公式 sinC 1分析臨界角大小. nna光的入射角小于 b光的入射角，而折射角相同，根據(jù)折射定律得知，玻璃對 b光的折射率大于a光的折射率，則b光的頻率大于a光的頻率，根據(jù) E h可知b光的能量較大，c根據(jù)V 可知a光在玻璃中的傳播速度較大，AB錯誤；頻率越大，波長越小，即 a的波長大于b的波長，在相同條件下，波長越長，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，所以 a更容易發(fā)生衍1射現(xiàn)象，C正確；根據(jù)sinC 一可得b光的全反射角小，D錯誤.D解析：D【解析】【詳解】A .小球發(fā)出的光先從水中傳播，然后

16、再射入空氣中，故我們從側面就可以看到小球，選項A錯誤；B.由于光從水中射入空氣中，故當入射角大于臨界角時，光會發(fā)生全反射，故球所發(fā)的光不是從水面任何區(qū)域都能夠射出的，選項B錯誤；CD.光從水中進入空氣后頻率不變，由于折射率變小，故光的傳播速度變大，選項C錯誤，D正確.C解析：C【解析】試題分析：光束b的偏折角大，水對光束 b的折射率，光束 b的頻率大，波長小，速度小，臨界角小，故選 C考點：考查光的折射點評：本題難度較小，熟記 7中單色光中折射率、頻率、波長、速度和臨界角的大小關系D解析：D【解析】 TOC o 1-5 h z 一 d 3。因tan ,則 =37,如未裝玻璃，室內(nèi)的人通過小孔能

17、看到外界的角度范圍為a 4 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document sin 3 474。，選項A錯誤；裝入玻璃后，根據(jù)折射定律：n 丘,sin-V2 , HYPERLINK l bookmark54 o Current Document sin55則53,則室內(nèi)的人通過玻璃能看到外界的角度范圍大于106,選項B錯誤；裝入玻璃的折射率越大，則折射角3越大，則室內(nèi)的人通過玻璃能看到外界的角度范圍就越大，選項C錯誤；若要將視野擴大到 18。，則歹90,則n迫第 5 ,則需嵌入 HYPERLINK l bookmark56 o Current Documen

18、t sin sin 373折射率大于或等于 5/3的玻璃，選項D正確；故選D.點睛：對于幾何光學，其基礎是作出光路圖，借助幾何知識研究入射角與折射角，再求解折射率.A解析：A【解析】由干涉圖樣可知，a光的雙縫干涉條紋間距比b光的大，根據(jù)雙縫干涉相鄰條紋間距公式N=L入可知 a光的波長長，則同一介質對a的折射率小，對b光的折射率大.根據(jù)平行d玻璃磚的光學特性可知，出射光線與入射光線平行，由于a光的折射率小，偏折程度小，所以出射時a光應在右側，故正確，錯誤.由sinC=1分析可知，a光的臨界角較n大.當光從棱鏡射入空氣中時，若發(fā)生全反射的話首先是b光，若b不發(fā)生全反射，能射出棱鏡，則a光一定也不發(fā)

19、生全反射從棱鏡射出，故正確，錯誤.故選 A.點睛：解決本題是掌握光學的基本知識：雙縫干涉相鄰條紋間距公式Ax=L入、折射定律、d一一， 1 一臨界角公式sinC=一和全反射的條件.要知道折射率越大，介質對該光的折射率越大. nA解析：A【解析】【詳解】A、由圖可知a光偏折程度大，則玻璃對 a光的折射率大，a光的頻率較大，故 A正c確.B、a光的折射率大，則根據(jù)光速公式v ，知b光在該玻璃中的傳播速度比a大,1.故B錯誤.C、由sinC 一分析知，a光的臨界角比b光的小，則讓該復色光從玻璃射向 空氣，逐漸增大入射角， a光的入射角先達到臨界角，則 a光先發(fā)生全反射，折射光線消 失，但產(chǎn)生反射光線

20、，故 C錯誤.D、a光的頻率大，波長短，根據(jù)雙縫干涉條紋的間距與 波長成正比，可知 a光形成的干涉條紋間距比 b光的小，故D錯誤.故選 A.【點睛】解決本題的關鍵在于根據(jù)光的偏折程度分析折射率的大小，掌握光的頻率、波長、傳播速 度與折射率、臨界角的關系，并能熟練運用.C解析：C【解析】所有光在真空中有相同的速度，選項A錯誤；在CD、AE邊只有a光射出，b光發(fā)生了全c反射，說明b光的臨界角小，在五棱鏡中的折射率大，由 v 知，b光在棱鏡里的速度 n小，選項B錯誤；由折射定律 n -sin1知，b光的折射率大，折射角小，選項 C正確；a sin光的頻率小于b光的頻率，則a光的波長大于b光的波長，由

21、 x 匚 知，a光的相鄰亮 d條紋間距大于b光的相鄰亮條紋間距，選項 D錯誤；故選C.點睛：本題考查了光的折射和干涉現(xiàn)象.關鍵要根據(jù)光路圖正確判斷出折射率的大小，再 根據(jù)其他量與折射率的關系進行分析.D解析：D【解析】光在光導纖維中傳播為光的全反射現(xiàn)象，A錯誤；馬路積水上的油膜呈現(xiàn)彩色圖樣，是因為日光照射在油膜上出現(xiàn)彩色條紋是薄膜干涉現(xiàn)象，故B錯誤；雨后天空出現(xiàn)彩虹屬于光的折射現(xiàn)象，故 C錯誤；光線通過小圓盤，則會在屏上出現(xiàn)中心有亮斑，說明光 線也偏離原來的直線方向傳播，所以屬于光的衍射，故 D正確.C解析：C【解析】試題分析：首先我們看最左端光線剛進入時的情況，光由空氣進入內(nèi)芯，由于內(nèi)芯有一

22、定 的折射率，故折射角會變小，而選項 AD中的折射角都大于入射角，故選項 AD錯誤；又因 為光導纖維的折射率中心最高，沿徑向逐漸減小，所以光線進入纖維中后折射角會變化， 而不是像B中不變，故選項B錯誤，C正確；當折射率減小時，其折射角與入射角的差值 會變小，且在邊緣時光會發(fā)生全反射，故光又會折回這種介質中，形成如圖C所示的傳播軌跡?？键c：光的折射。B解析：B【解析】【分析】【詳解】AD.本題給定信息 光的折射光線和入射光線位于法線的同側”，無論是從光從空氣射入介質，還是從介質射入空氣，都要符合此規(guī)律，故A、D錯誤.BC.折射率為-1,由光的折射定律可知，同側的折射角等于入射角，故 B正確，C錯

23、誤.D解析：D【解析】【詳解】C ,AB、波在傳播的過程中頻率和周期保持不變，在玻璃中，紅光的傳播速度為V ,故紅ncT 光進入玻璃后的速度會發(fā)生變化，在玻璃中，紅光的波長vT ，波長發(fā)生改變，n故AB錯誤；CD、紫光與紅光以相同入射角入射，光從光疏介質射入光密介質，折射角一定小于全反射的臨界角，所以能再次從玻璃磚中穿出來，故C錯誤，因為n ,紫光的折射率大于sin紅光的折射率，故在玻璃磚中紫光的折射角比紅光的折射角小，D正確。C解析：C【解析】【分析】頂角A為30,則光從AC面射出時，在玻璃中的入射角i= 30.由于出射光線和入射光線的夾角為30。，所以折射角r= 60.由光路可逆和折射率的

24、定義可知n= =百，C項正sini確.【詳解】D解析：D【解析】【分析】【詳解】如圖所示，欲使光在 n1和國的界面上發(fā)生全反射，需有 n 6，光在介質n中的傳播最長路程為x傳播速度為v ,則最長時間t - Ln1 ,所以光通過光纜sin Cn1v csin C的時間大于 nL,故D正確，ABC錯誤. CD解析：D【解析】【詳解】A.麥克斯韋提出了電磁波理論，赫茲通過實驗進行了驗證，故 A錯誤；B.光導纖維傳送圖象信息利用了光的全反射原理，故 B錯誤；C.光的偏振現(xiàn)象說明了光是橫波，故C錯誤；D.微波與食物中水分子的固有頻率接近時，發(fā)生共振使熱運動加劇從而實現(xiàn)加熱的目的，故D正確.B解析：B【解

25、析】【詳解】AB.入射光線與法線之間的夾角為入射角：r=900-60 =30。；折射光線與法線之間的夾角為折射角：i=90-30=60。；根據(jù)折射定律n 包 以60- J3,故A錯誤，B正確；sinr sin30C.根據(jù)公式 sinC=1/n 得：C arcsin 45 ,故 C 錯誤；3D.光從介質射入真空中，即從光密介質射向光疏介質，當入射角大于臨界角C的時候會發(fā)生全反射，故 D錯誤.B解析：B【解析】【分析】【詳解】根據(jù)折射定律有：sin 45n sin r可得光進入玻璃后光線與豎直方向的夾角為30。過O的光線垂直入射到 AB界面上點C射出，C到B之間沒有光線射出；越接近A的光線入射到A

26、B界面上時的入射角越大，發(fā)生全反射的可能性越大.根據(jù)臨界角公式：,-1sin C 得臨界角為45。，如果AB界面上的臨界點為 D,此光線在AO界面上點E入射，在三角形ODE中可求得 OD與水平方向的夾角為：180 - (120 +45) =15所以A到D之間沒有光線射出.由此可得沒有光線射出的圓弧對應圓心角為：90 - (30 +15 ) =451 所以有光透出的部分的弧長為1 R。4故選B?！军c睛】C解析：C【解析】【分析】【詳解】藍光折射率大于紅光，故入射角首先達到藍光的臨界角，如果等于或大于這個臨界角，藍光發(fā)生全反射，出射光只剩紅光，如果小于藍光的臨界角兩束光都出射，但藍光折射角將大于紅光；因此 AB圖錯誤，D圖錯誤的原因是紅光也有反射光；只有C圖正確，故選CC解析：C【解析】【分析】【詳解】s=2L,則光從A點開始經(jīng)一系列的從A點開始經(jīng)一系列的反射再到達望遠鏡所通過的距離 反射再到達望遠鏡所用的時間為解得岸 16Lf0故C正確，ABD錯誤。 故選CoD解析：D【解